Marsas yra ketvirta mūsų Saulės sistemos planeta ir antra pagal mažumą po Merkurijaus. Pavadintas senovės romėnų karo dievo vardu. Jo slapyvardis „Raudonoji planeta“kilęs dėl rausvo paviršiaus atspalvio, kurį lemia vyraujantis geležies oksidas. Kas kelerius metus, kai Marsas yra opozicijoje su Žeme, jis labiausiai matomas naktiniame danguje. Dėl šios priežasties žmonės planetą stebėjo daugelį tūkstantmečių, o jos pasirodymas danguje suvaidino didelį vaidmenį daugelio kultūrų mitologijoje ir astrologinėse sistemose. Šiuolaikinėje eroje ji tapo mokslinių atradimų lobynu, praplėtusiu mūsų supratimą apie Saulės sistemą ir jos istoriją.
Marso dydis, orbita ir masė
Ketvirtosios planetos spindulys nuo Saulės yra apie 3396 km ties pusiauju ir 3376 km poliariniuose regionuose, o tai atitinka 53 % Žemės spindulio. Ir nors tai yra maždaug perpus mažiau, Marso masė yra 6,4185 x 10²³ kg arba 15,1% mūsų planetos masės. Ašies pokrypis yra panašus į žemės ir yra lygus 25,19° orbitos plokštumai. Tai reiškia, kad ketvirtoji planeta nuo Saulės taip pat keičiasi metų laikai.
Tolimiausiu atstumu nuo Saulės, Marseskrieja 1,666 AU atstumu. e., arba 249,2 mln. km. Perihelyje, kai jis yra arčiausiai mūsų žvaigždės, nuo jo nutolęs 1,3814 AU. e., arba 206,7 mln. km. Raudonajai planetai reikia 686,971 Žemės paros, o tai prilygsta 1,88 Žemės metų, kad užbaigtų savo orbitą aplink Saulę. Marso dienomis, kurios Žemėje yra viena diena ir 40 minučių, metai yra 668,5991 dienos.
Dirvožemio sudėtis
Vidutinis 3,93 g/cm³ tankis dėl šios Marso charakteristikos daro jį mažiau tankų nei Žemė. Jo tūris sudaro apie 15% mūsų planetos tūrio, o masė - 11%. Raudonasis Marsas yra ant paviršiaus esančio geležies oksido, geriau žinomo kaip rūdys, rezultatas. Kitų mineralų buvimas dulkėse suteikia kitų atspalvių – aukso, rudos, žalios ir kt.
Šioje antžeminėje planetoje gausu mineralų, kuriuose yra silicio ir deguonies, metalų ir kitų medžiagų, kurios paprastai randamos uolinėse planetose. Dirvožemis yra šiek tiek šarminis, jame yra magnio, natrio, kalio ir chloro. Eksperimentai, atlikti su dirvožemio mėginiais, taip pat rodo, kad jo pH yra 7,7.
Nors skystas vanduo negali egzistuoti Marso paviršiuje dėl plonos atmosferos, didelės ledo koncentracijos yra susitelkusios poliarinėse kepurėse. Be to, nuo ašigalio iki 60° platumos tęsiasi amžinojo įšalo juosta. Tai reiškia, kad vanduo yra po didžiąja paviršiaus dalimi kaip kietos ir skystos būsenos mišinys. Radaro duomenys ir dirvožemio mėginiai patvirtino požeminių rezervuarų buvimątaip pat vidutinėse platumose.
Vidinė struktūra
4,5 milijardo metų senumo Marso planeta susideda iš tankios metalinės šerdies, apsuptos silicio mantija. Šerdis sudaryta iš geležies sulfido ir joje yra dvigubai daugiau šviesos elementų nei Žemės šerdyje. Vidutinis plutos storis apie 50 km, didžiausias – 125 km. Jei atsižvelgsime į planetų dydį, tai žemės pluta, kurios vidutinis storis yra 40 km, yra 3 kartus plonesnė nei Marso.
Šiuolaikiniai jo vidinės struktūros modeliai rodo, kad šerdies dydis yra 1700–1850 km spinduliu, o jį daugiausia sudaro geležis ir nikelis su maždaug 16–17 % sieros. Dėl mažesnio dydžio ir masės gravitacija Marso paviršiuje sudaro tik 37,6% Žemės. Gravitacijos pagreitis čia yra 3,711 m/s², palyginti su 9,8 m/s² mūsų planetoje.
Paviršiaus charakteristikos
Raudonasis Marsas iš viršaus yra dulkėtas ir sausas, o geologiškai labai panašus į Žemę. Jame yra lygumos ir kalnų grandinės ir net didžiausios saulės sistemos smėlio kopos. Čia taip pat yra aukščiausias kalnas – skydinis Olimpo ugnikalnis ir ilgiausias bei giliausias kanjonas – Marineros slėnis.
Smūgio krateriai yra tipiški Marso planetos kraštovaizdžio elementai. Jų amžius vertinamas milijardais metų. Dėl lėto erozijos greičio jie gerai išsilaiko. Didžiausias iš jų – Hellas slėnis. Kraterio apimtis yra apie 2300 km, o gylis siekia 9 km.
Taip pat ir Marso paviršiujegalima išskirti daubas ir kanalus, daugelis mokslininkų mano, kad jais kadaise tekėjo vanduo. Palyginus juos su panašiais dariniais Žemėje, galima daryti prielaidą, kad jie bent iš dalies susidaro dėl vandens erozijos. Šie kanalai gana dideli – 100 km pločio ir 2 tūkst. km ilgio.
Marso palydovai
Marsas turi du mažus mėnulius – Fobą ir Deimosą. Juos 1877 m. atrado astronomas Asaph Hall ir jie pavadinti mitinių personažų vardais. Pagal tradiciją perimti vardus iš klasikinės mitologijos, Fobas ir Deimas yra Areso, graikų karo dievo, kuris buvo Romos Marso prototipas, sūnūs. Pirmasis iš jų įasmenina baimę, o antrasis - sumaištį ir siaubą.
Foboso skersmuo yra apie 22 km, o atstumas iki Marso nuo jo yra 9234,42 km perigėjuje ir 9517,58 km apogėjuje. Tai yra žemiau sinchroninio aukščio ir užtrunka tik 7 valandas, kol palydovas apskris planetą. Mokslininkai apskaičiavo, kad per 10–50 milijonų metų Fobosas gali nukristi ant Marso paviršiaus arba aplink jį suirti į žiedinę struktūrą.
Deimos skersmuo yra apie 12 km, o jo atstumas nuo Marso yra 23455,5 km perigėjuje ir 23470,9 km apogėjuje. Palydovas visą apsisukimą padaro per 1,26 dienos. Marse gali būti papildomų palydovų, kurių skersmuo yra mažesnis nei 50–100 m, o tarp Fobo ir Deimos yra dulkių žiedas.
Mokslininkų teigimu, šie palydovai kažkada buvo asteroidai, bet tada juos užfiksavo planetos gravitacija. Žemas abiejų mėnulių albedas ir sudėtis (anglieschondritas), kuris yra panašus į asteroidų medžiagą, patvirtina šią teoriją, o nestabili Fobo orbita, atrodo, rodo neseniai užfiksuotą. Tačiau abiejų mėnulių orbitos yra apskritos ir yra pusiaujo plokštumoje, o tai neįprasta užfiksuotiems kūnams.
Atmosfera ir klimatas
Orai Marse susidaro dėl labai plonos atmosferos, kurią sudaro 96 % anglies dioksido, 1,93 % argono ir 1,89 % azoto, taip pat deguonies ir vandens pėdsakų. Jis labai dulkėtas ir jame yra net 1,5 mikrono skersmens kietųjų dalelių, kurios Marso dangų paverčia tamsiai geltonu, žiūrint iš paviršiaus. Atmosferos slėgis svyruoja 0,4–0,87 kPa ribose. Tai atitinka maždaug 1 % žemės paviršiaus jūros lygyje.
Dėl plono dujinio apvalkalo sluoksnio ir didesnio atstumo nuo Saulės Marso paviršius įšyla daug blogiau nei Žemės paviršius. Vidutiniškai -46 ° C. Žiemą ašigaliai nukrenta iki -143 ° C, o vasarą vidurdienį ties pusiauju pasiekia 35 ° C.
Planetoje siautėja dulkių audros, kurios virsta mažais viesulais. Galingesni uraganai kyla, kai dulkės kyla aukštyn ir jas šildo Saulė. Sustiprėja vėjai, sukeldami tūkstančių kilometrų ilgio ir kelis mėnesius trunkančias audras. Jie iš tikrųjų slepia beveik visą Marso paviršiaus plotą.
Metano ir amoniako pėdsakai
Planetos atmosferoje taip pat rasta metano pėdsakų, kurių koncentracija yra 30 dalių milijardui. Manoma, kadPer metus Marsas turėtų pagaminti 270 tonų metano. Išleistos į atmosferą šios dujos gali egzistuoti tik ribotą laiką (0,6–4 metus). Jo buvimas, nepaisant trumpo veikimo, rodo, kad turi egzistuoti aktyvus š altinis.
Siūlomi variantai: vulkaninis aktyvumas, kometos ir metanogeninių mikrobų gyvybės formų buvimas po planetos paviršiumi. Metanas gali būti gaminamas nebiologiniu procesu, vadinamu serpentinizacija, apimančiu vandenį, anglies dioksidą ir oliviną, kuris yra įprastas Marse.
Mars Express taip pat aptiko amoniaką, tačiau jo tarnavimo laikas palyginti trumpas. Neaišku, kas jį gamina, bet ugnikalnio veikla buvo pasiūlyta kaip galimas š altinis.
Planetos tyrinėjimas
Bandymas išsiaiškinti, kas yra Marsas, prasidėjo septintajame dešimtmetyje. 1960–1969 metais Sovietų Sąjunga į Raudonąją planetą paleido 9 nepilotuojamus erdvėlaivius, tačiau visi jie nepasiekė tikslo. 1964 metais NASA pradėjo paleisti Mariner zondus. Pirmieji buvo „Mariner-3“ir „Mariner-4“. Pirmoji misija nepavyko dislokacijos metu, bet antroji, pradėta po 3 savaičių, sėkmingai baigė 7,5 mėnesio kelionę.
Mariner 4 padarė pirmuosius Marso vaizdus iš arti (rodo smūginius kraterius) ir pateikė tikslius duomenis apie atmosferos slėgį paviršiuje bei pastebėjo, kad nėra magnetinio lauko ir spinduliuotės juostos. NASA tęsė programą paleisdama dar vieną porą praskriejančių zondų Mariner 6 ir 7,kuris pasiekė planetą 1969 m.
1970-aisiais SSRS ir JAV varžėsi dėl to, kas pirmasis iškels dirbtinį palydovą į orbitą aplink Marsą. Sovietinė M-71 programa apėmė tris erdvėlaivius – Kosmos-419 (Mars-1971C), Mars-2 ir Mars-3. Pirmasis sunkus zondas sudužo paleidimo metu. Vėlesnės misijos „Mars 2“ir „Mars 3“buvo orbitinio ir nusileidimo įrenginio derinys ir buvo pirmosios stotys, nusileidusios nežemiškai (išskyrus Mėnulį).
Jie buvo sėkmingai paleisti 1971 m. gegužės viduryje ir septynis mėnesius skrido iš Žemės į Marsą. Lapkričio 27 d. nusileidęs Mars 2 avariniu būdu nusileido dėl borto kompiuterio gedimo ir tapo pirmuoju žmogaus sukurtu objektu, pasiekusiu Raudonosios planetos paviršių. Gruodžio 2 d. Mars-3 reguliariai nusileido, bet jo perdavimas buvo nutrauktas praėjus 14,5 val. nuo transliacijos.
Tuo tarpu NASA tęsė „Mariner“programą ir 1971 m. buvo paleisti 8 ir 9 zondai. Paleidimo metu „Mariner 8“nukrito į Atlanto vandenyną. Tačiau antrasis erdvėlaivis ne tik pasiekė Marsą, bet ir tapo pirmuoju sėkmingai paleistu į jo orbitą. Kol dulkių audra tęsėsi planetos mastu, palydovas sugebėjo padaryti keletą Fobo nuotraukų. Audrai nurimus, zondas padarė nuotraukas, kurios pateikė išsamesnių įrodymų, kad vanduo kažkada tekėjo Marso paviršiumi. Taip pat buvo nustatyta, kad kalva, vadinama Olimpo sniegu (vienas iš nedaugelio objektų, kurie liko matomi planetos dulkių audros metu), yra aukščiausias darinys Saulės sistemoje, vedantis įpervadinti jį Olimpo kalnu.
1973 m. Sovietų Sąjunga išsiuntė dar keturis zondus: 4-ąjį ir 5-ąjį Marso orbiterius, taip pat Mars-6 ir 7 orbitinius ir nusileidimo zondus. Visos tarpplanetinės stotys, išskyrus Marsą- 7 , perdavė duomenis ir Mars-5 ekspedicija buvo sėkmingiausia. Prieš sumažinant slėgį siųstuvo korpuse, stotis sugebėjo perduoti 60 vaizdų.
Iki 1975 m. NASA paleido „Viking 1“ir „Viking 2“, kuriuos sudarė du orbitai ir du nusileidimo aparatai. Misija į Marsą buvo skirta ieškoti gyvybės pėdsakų ir stebėti jos meteorologines, seismines ir magnetines charakteristikas. Biologinių eksperimentų su grįžtančiais vikingais rezultatai buvo neįtikinami, tačiau 2012 m. paskelbtų duomenų pakartotinė analizė parodė, kad planetoje yra mikrobų gyvybės požymių.
Orbiteriai pateikė papildomų duomenų, patvirtinančių, kad kažkada Marse egzistavo vanduo – dideli potvyniai suformavo gilius tūkstančių kilometrų ilgio kanjonus. Be to, pietiniame pusrutulyje išsišakojusių upelių dėmės rodo, kad kažkada čia iškrito krituliai.
Skrydžių atnaujinimas
Ketvirtoji planeta nuo saulės buvo ištirta tik 1990-aisiais, kai NASA atsiuntė Marso Pathfinder misiją, kurią sudarė erdvėlaivis, nuleidęs stotį su judančiu Sojourner zondu. Įrenginys nusileido Marse 1987 m. liepos 4 d. ir tapo technologijų, kurios bus naudojamos tolesnėse ekspedicijose, gyvybingumo įrodymu, pvz.kaip nusileidimas oro pagalvės ir automatinis kliūčių išvengimas.
Kita misija į Marsą yra MGS žemėlapių sudarymo palydovas, kuris planetą pasiekė 1997 m. rugsėjo 12 d. ir pradėjo veikti 1999 m. kovo mėn. Per vienerius Marso metus iš mažo aukščio, beveik poliarinėje orbitoje, jis ištyrė visą paviršių ir atmosferą ir išsiųsta daugiau planetos duomenų nei visos ankstesnės misijos kartu paėmus.
2006 m. lapkričio 5 d. MGS prarado ryšį su Žeme ir NASA atkūrimo pastangos baigėsi 2007 m. sausio 28 d.
2001 m. Marso Odyssey Orbiter buvo išsiųstas išsiaiškinti, kas yra Marsas. Jos tikslas buvo ieškoti vandens ir ugnikalnio aktyvumo planetoje įrodymų, naudojant spektrometrus ir termovizorius. 2002 m. buvo paskelbta, kad zondas aptiko didelį kiekį vandenilio, o tai rodo didžiulius ledo nuosėdas trijuose viršutiniuose dirvožemio metruose 60° atstumu nuo Pietų ašigalio.
2003 m. birželio 2 d. Europos kosmoso agentūra (ESA) paleido Mars Express – erdvėlaivį, sudarytą iš palydovo ir nusileidimo aparato „Beagle 2“. Į orbitą jis išskrido 2003 metų gruodžio 25 dieną ir tą pačią dieną zondas pateko į planetos atmosferą. Prieš ESA praradus ryšį su nusileidimo aparatu, Mars Express Orbiter patvirtino, kad pietų ašigalyje yra ledo ir anglies dioksido.
2003 m. NASA pradėjo tyrinėti planetą pagal MER programą. Jis naudojo du roverius „Spirit“ir „Opportunity“. Misijos į Marsą užduotis buvo ištirti įvairiusuolienos ir dirvožemio, kad būtų galima rasti vandens buvimo čia įrodymų.
12.08.05 buvo paleistas Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), kuris planetos orbitą pasiekė 2006-03-10. Įrenginyje yra moksliniai instrumentai, skirti aptikti vandenį, ledą ir mineralus paviršiuje ir po juo. Be to, MRO padės ateities kartoms kosminius zondus, kasdien stebėdama Marso oro ir paviršiaus sąlygas, ieškodama būsimų nusileidimo vietų ir išbandydama naują telekomunikacijų sistemą, kuri pagreitins ryšį su Žeme.
2012 m. rugpjūčio 6 d. NASA MSL Marso mokslo laboratorija ir roveris Curiosity nusileido Geilo krateryje. Jų pagalba buvo padaryta daug atradimų, susijusių su vietinėmis atmosferos ir paviršiaus sąlygomis, taip pat aptiktos organinės dalelės.
2013 m. lapkričio 18 d., dar kartą bandant išsiaiškinti, kas yra Marsas, buvo paleistas palydovas MAVEN, kurio tikslas – tirti atmosferą ir perduoti signalus iš robotų roverių.
Tyrimai tęsiami
Ketvirtoji planeta nuo Saulės yra labiausiai ištirta planeta Saulės sistemoje po Žemės. Šiuo metu ant jo paviršiaus veikia stotys „Opportunity“ir „Curiosity“, o orbitoje – 5 erdvėlaiviai – „Mars Odyssey“, „Mars Express“, MRO, MOM ir „Maven“.
Šie zondai užfiksavo neįtikėtinai detalius Raudonosios planetos vaizdus. Jie padėjo atrasti, kad ten kažkada buvo vandens, ir patvirtino, kad Marsas ir Žemė yra labai panašūs – jie turi poliarines kepures, sezonus, atmosferą irvandens buvimas. Jie taip pat parodė, kad organinė gyvybė gali egzistuoti šiandien ir greičiausiai egzistavo anksčiau.
Žmonijos manija dėl Marso nesiliauja, o mūsų pastangos tirti jo paviršių ir atskleisti istoriją toli gražu nesibaigė. Per ateinančius dešimtmečius tikriausiai ir toliau ten siųsime roverius ir pirmą kartą siųsime ten žmogų. Ir laikui bėgant, atsižvelgiant į būtinų išteklių prieinamumą, ketvirtoji planeta nuo Saulės kada nors taps tinkama gyventi.
